hrvatski

Analiza kontaktnog problema sa smanjenjem kontaktne površine

U ovom je radu uz opis najvažnijih matematičkih formulacija i numeričkih pristupa korištenih u analizi kontaktnih problema, provedena analiza kontakta sa smanjenjem kontaktne površine. Analiza je provedena za dvije različite kategorije problema – za slučaj svornjaka, čahure i ploče uz pretpostavku nulte zračnosti te za slučaj utiskivača, sloja i podloge kada između sloja i podloge ne postoji čvrsta veza. Problem je primjenom metode konačnih elemenata istražen u okviru linearne teorije elastičnosti za slučaj ravninskog stanja deformacije. Numeričke analize provedene su upotrebom softvera Femap, u kojemu se koristi rješavač NX Nastran. Ispitani su utjecaj intenziteta vanjskog opterećenja te utjecaj geometrije i svojstava materijala. Pri razmatranju utjecaja materijala kao referentno rješenje uzet je slučaj u kojemu su elastična svojstva svih triju tijela identična, nakon čega su pojedinačno varirana elastična svojstva za svako od tijela. Na kraju je riješen i kontaktni problem uz razmatranje utjecaja trenja. Dobivene krivulje raspodjela kontaktnih pritisaka pokazuju jedinstveno ponašanje ovakve vrste kontaktnih problema, gdje se na kontaktnim površinama s većim zahvatnim kutom mogu javiti i veći vršni kontaktni pritisci. Takav rezultat može se činiti vrlo nekarakterističnim, ne samo u konvencionalnim kontaktnim problemima, već i kod problema sa smanjenjem kontaktne površine. Ovakva vrsta problema pokazuje se kao linearno zavisna o intenzitetu vanjskog opterećenja, uz zanemariv utjecaj opterećenja na promjene kontaktnih kutova. Problem utiskivača, sloja i podloge obrađen je primjenom iste metodologije te su i ovdje utvrđene zakonitosti utjecaja svojstava materijala i koeficijenta trenja. Pokazano je da kod ovakve vrste problema postoji nelinearna zavisnost kontaktnih pritisaka, ali i dimenzija kontaktnih površina, o vanjskom opterećenju. U eksperimentalnom je dijelu istraživanja primjenom optičke metode fotogrametrije na čeličnim modelima ispitano deformacijsko ponašanje sloja u problemu utiskivač-sloj-podloga. Primijenjena metoda zasnovana je na principu digitalne korelacije slike i upotrijebljen je mjerni sustav ARAMIS 4M. Rezultati mjerenja pokazuju zadovoljavajuće poklapanje s rezultatima numeričkih simulacija.

kontaktni problem; smanjenje kontaktne površine; elastični sloj; elastični svornjak; metoda konačnih elemenata; fotogrametrijsko mjerenje

nije evidentirano